Способ подготовки формовочных песков для изготовления жидкостекольных литейный форм и стержней

 

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК..Я0„„121 554 (594 .В 22 С 5/04 1/18

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ABTOPCKOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И OTHPblTVM (21) 3783204/22-02 (22) 22.08.84 (46) 15.03.86. Бюл. Ф 10 (71) Челябинский политехнический институт им. Ленинского комсомола (72) Ю.П.Васин, В.И.Касаткин, В.А,Лонзингер, В,Г.Гурлев, М.M.Бортников, Е.Ф.Аверьянов, М.В,Чирков и О.П.Клюканов (53) 621.742.59(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

N- 538809, кл. В 22 С 5/00, 1975.

Бречко А,А., Великанов Г,Ф, Формовочные и стержневые смеси с заданными свойствами. Л.: Машиностроение, 1982, с. 216. (54)(57) СПОСОБ ПОДГОТОВКИ ФОРМОВОЧНЫХ ПЕСКОВ ДЛЯ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ЖИДКОСТЕКОЛЬНЫХ ЛИТЕЙНЫХ ФОРМ И СТЕРЖНЕЙ, включающий плакирование песка на основе кремнезема раствором неорганического соединения с последующей тепловой обработкой, о т л и ч а юшийся тем, что, с целью повышения качества форм и стержней за счет уменьшения работы их выбивки при сохранении оптимального уровня прочности и упрощения способа подготовки песков, в качестве раствора неорганического соединения используют водный раствор хлорида алюминия плотностью 1,27-1,29 г/см3 в количестве

0,16-1,40Х от массы песка, а тепловую обработку проводят при 600-700 К.

1 12

Изобретение относится к литейному производству, в частности к изготовлению жидкостекольных форм и стержней, и может быть использовано в процессах формообразования с использованием жидкостекольного связующего, Цель изобретения — повышение качества форм и стержней за счет уменьшения работы их выбивки при сохранении оптимального уровня прочности и упрощение способа подготовки песков.

Способ подготовки формовочных песков основан на предварительном смачивании раствором алюмохлорида зерен наполнителя с последующим взаимодействием его с глинистой составляющей при термической обработке. В результате этого образуются продукты взаимодействия в виде плотной пленки, обволакивающей зерна песка.

При заливке форм металлом происходит деструкция образовавшихся пленок, что приводит к нарушению контакта между связующим и зернами наполнителя. Поэтому эффект улучшения выбиваемости жидкостекольных форм и стержней можно связать преимущественно с механизмом адгезионного разупрочнения.

Согласно предлагаемому способу подготовку кварцевых песков для изготовления жидкостекольных форм и стержней осуществляют следующим образом.

Исходный кварцевый песок с содержанием глинистой составляющей перемешивают с 0,16-1,4Х раствора алюмохлорида, После этого плакированный песок подвергают термической обработке при 600-700 К. В качестве плакирующего реагента используют раствор алюмохлорида плотностью (1,271,29) ° 10 кг/м .

Снижение или повышение содержания раствора алюмохлорида относительно указанных пределов (0,161,4X) не способствуют улучшению выбиваемости и снижает живучесть смесей.

При температуре прокалки ниже

600 К практически не происходит взаимодействие плакирующего реагента с глинистой составляющей песка и не образуется химически инертная плотная пленка на поверхности песчинок. Повышение температуры выше

700 К приводит к нежелательному преждевременному разрушению образо17554 2

i5

2Å

40 ф5

50 вавшейся пленки, на существовании которой и основан механизм адгезионного разупрочнения форм при их заливке металлом. Раствор алюмохлорида используется плотностью (1,271,29) 10 кг/и по ТУ 6-01- 797-83, выпускаемой отечественной промышленностью.

Пример ы. Для испытания способа подготавливают формовочные пески с различным содержанием глинистой составляющей, Для этого песок перемешивают с раствором алюмохлорида в лабораторных бегунах, после чего производят его термообработку.

После подготовки формовочных песков изготавливают образцы для определения прочности на разрыв и работы выбивки из смесей с содержанием жидкого стекла от 4 до 8Х. Для обеспечения требуемой прочности (8Р« кПа) и минимальной работы выбивки (И, Дж) форм и стержней с заданным содержанием жидкостекольного связующего (C, X) количество раствора алюмохлорида (А, 7) и параметр термической обработки (Т К) в зависимости ат содержания глинистой составляющей (В, Е) находят по следующим регрессивным уравнениям, полученным в результате обработки данных экспериментов: 6p= 3,38-2,18А+1«65T+2 ОС вЂ” 0«,92B+1,04AT+0,79АС -0,65AB+0,78ТС-0,66ТВ-0,39СВ+1,57А +1,05T

А = 3,67-2,65A+1,47Т+1,73С1,ЗОВ+0,81AT-0,66АС-0,56ТВ+

+1, 69А +1,0T +O, 79В .

Результаты испытаний приведены в таблице. Из данных таблицы видно, что известные способы обработки песков, где в качестве активационных компонентов применяются NaOH или НСЯ в последующей отмывкой и сушкой не снижают работу выбивки до требуемых минимальных величин. В вариантах согласно предлагаемому способу обеспечивается работа выбивки в пределах 3-8 Дж при достаточной прочности « что значительно ниже, чем у прототипа. Причем увеличение содержания глинистых частиц в песке до

2„5X влечет эа собой больший эффект по снижению выбиваемости.

В прототипе обработка песков включает следующие операции: перемешивание, кипячение, отмывка и сушка. Эти операции дают возможность довести содержание глинистых частиц в песке

Вид пода аасаоа

Про7о ад

11ОО

1ЭОО

1500

600 1000

17 800 19

22 . 1100 20

35 1300 30

З7В

2О

З78

З7В

6 700 5

0,16

13ОО 15 1ООО

0,16

ВОО В

1000 22

Вараат 1

О,16

З1 1200

700 З

900 6

613 1000 5

0,58

650 2,5

Варназт 2

О,58

613 1250

613 1500

700 1ЗОО

700 500

800 3,5

0.58

29 1100 21

1ООО 1В

1!00 1 1000 2

1,4

1ЗОО Э

Вара аат

378

1>4

900 I

21 1400 15 1100 10

21 1100 20 800 19

37В

1,4

1700

Вазовой, варааят

1ЭОО

1500 40 1300 33 950 25

Составитель С. Тепляков

Техред М.Надь Корректор И. Эрдейи

Редактор И.Касарда

Заказ 1036/15 Тираж 757 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП "Патент", .г.ужгород, ул.Проектная, 4

3 .1217554

4 до 0,57. Работа выбивка смесей на та- Испольэов ание предлагаемого споком песке составляет 17-35 Дж. При- соба позволяет улучшить выбиваемость чем, если пески при этом способе . формовочных и стержневых смесей при обработки сохраняют 1,5Х и более гли- сохранении прочностных свойств и нистой составляющей, то для обеспе- 5 исключить операцию кипячения, блачения требуемой прочности необ- годаря чему достигается упрощение ходимо увеличивать в смеси со- технологии подготовки формовочных держание жидкого стекла, что песков и повышение их качества. Экоухудшает выбиваемость форм и стер- номический эффект составляет 20 жней. 1о 25 тыс. руб. в год.